KR20020066738A - 에스알엠의 위치신호 이상유무검출방법 - Google Patents

Abstract

본 발명 에스알엠의 위치신호 이상유무 검출방법에 관한 것으로, 에스알엠의 정상 운전 상태에서 위치신호의 이상유무를 검출하여 안정적으로 에스알엠을 구동할 수 있도록 한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 회전자의 위치를 검출하여 그에 따른 펄스신호를 인가하는 제1 단계와; 제1 단계의 펄스를 인가한후, 일정 시간후의 전류를 검출하여 그 검출전류를 기준전류값과 비교하는 제2 단계와; 상기 제2 단계의 비교결과, 검출전류가 기준전류값 보다 크면 계속하여 펄스를 인가하면서 정상상태의 운전을 계속 수행하는 제3 단계와; 상기 제2 단계의 비교결과, 검출전류가 기준전류값 보다 작으면 펄스인가를 정지한후, 회전방향에 따라 적절한 펄스신호를 인가하여 다시 정상상태의 운전을 수행하는 제4 단계로 수행한다.

Description

에스알엠의 위치신호 이상유무검출방법{POSITION SIGNAL ABNORMALITY DETECTION METHOD FOR SRM}

본 발명은 에스알엠의 위치신호 이상유무 검출방법에 관한 것으로, 특히 에스알엠의 정상 운전 상태에서 위치신호의 이상유무를 검출하여 안정적으로 에스알엠을 구동할 수 있도록 한 에스알엠의 위치신호 이상유무 검출방법에 관한 것이다.

일반적으로, 에스알엠은 구동시 회전자의 위치신호가 있어야 되고, 최소 1개의 위치센서를 채용하여도 모터의 정/역회전 변경시점을 정확히 인지하여 그 에스알엠을 정/역방향으로 제어할 수 있다.

이하, 3개의 위치센서를 가진 에스알엠을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도1은 일반적인 6/4 구조를 갖는 에스알엠의 전원공급 및 구동회로도로서, 이에 도시된 바와같이, 모터 권선에 순차적으로 전압을 인가하도록 하는 제어용 전원공급장치(11)와, 상기 제어용 전원공급장치(SMPS)에 신호를 인가하여 전압을 15V-40V까지 변화시키도록 제어하는 마이크로 컴퓨터(12)와, 모터내 회전자의 위치를 검출하고 그에따른 회전자 위치신호를 출력하는 위치센서(Sa,Sb,Sc)와 상기 회전자 위치신호에 따라 스위치소자를 온/오프할 수 있는 피엔피 스위치소자로 이루어진 베이스 구동부(13)와, 병렬로 N상의 수 만큼 각각 연결되는 N개의 모터 권선 (La ,Lb,Lc)과, 이 모터 권선(La,Lb,Lc)에 상,하로 직렬연결된 스위치소자 (Q1a ,Q1b ,Q1c) (Q2a,Q2b,Q2c)와, 상기 상위 스위치소자(Q1a,Q1b,Q1c)의 에미터와 하위 스위치소자(Q2a,Q2b,Q2c)의 에미터 사이에 연결된 프리휠 다이오드(FRD2 ,FRD4,FRD6)와, 상기 상위 스위치소자(Q1a,Q1b,Q1c)의 콜렉터와 하위 스위치소자 (Q2a ,Q2b ,Q2c)의 에미터 사이에 연결된 프리휠 다이오드 (FRD3,FRD5,FRD7)와, 상위 스위치소자(Q1a,Q1b,Q1c)의 베이스와 하위 스위치소자(Q2a,Q2b,Q2c)의 에미터 사이에 연결되어 상위 스위치소자 (Q1a,Q1b,Q1c)와 하위 스위치소자(Q2a,Q2b,Q2c)를 동시에 온시키도록 하는 저항(R21-R23)과, 상기 하위 스위치소자(Q2a,Q2b,Q2c)에 흐르는 전류를 검출하는 저항(Rd1,Rd2,Rd3)으로 구성되며, 이와같이 구성한 에스알엠의 동작을 설명한다.

먼저, 마이크로 컴퓨터(12)는 그의 출력포트(PORT1)로 모터 속도를 가변시키기 위한 신호를 제어용 전원공급장치(11)로 인가한다.

여기서 상기 제어용 전원공급장치(11)는 SMPS(SWITCHING MODE POWER SUPPLY)이다.

그러면 상기 제어용 전원공급장치(11)는 15V-40V 까지 변화시킬 수 있으며, 이 변화된 전압을 에스알엠(SRM) 모터로 공급하고, 이에 따라 에스알엠(SRM) 모터의 회전자가 회전하게 되고, 그 회전 속도는 가변된다.

이때 모터의 회전자의 위치를 위치센서(Sa,Sb,Sc)에서 검출하게 되는데, 즉 고정자 권선 A상에 전기가 유기될 수 있도록 회전자의 위치를 검출하여 베이스 구동부(13)의 A상의 위치센서(PHOTO Sa)에서 신호를 출력하면 피엔피 스위치소자 (PNP1)가 온된다.

상기 피엔피 스위치소자(PNP1)가 온됨에 따라 고전위의 신호(Sa)가 A상의 하위 스위치소자(Q2a)의 베이스로 공급되고, 이에 의해 상기 A상의 하위 스위치소자(Q2a)가 턴온된다.

이때, 상기 A상의 하위 스위치소자(Q2a)가 온됨에 따라, 전류가 접지측으로 바이패스 되어 저항(R21)을 통해서 저전위신호가 A상의 상위 스위치소자(Q1a)의 베이스로 인가되어, 상기 A상의 상위 스위치소자(Q1a)도 턴온되며, 이에의해 A상의 모터 권선(La)에 전기를 유기시킬 수 있게 된다.

여기서, 상기 A상의 모터 권선(La)에 전기가 유기된 다음 순간에 게이트 구동부(13)의 B상의 위치센서(PHOTO Sb)에서 신호가 발생되고, 이에 따라 상기 A상의 위치센서(PHOTO Sa)는 오프되어 피엔피 스위치소자(PNP1)도 오프되며, 이에 따라 상기 A상의 하위 스위치소자(Q2a)도 오프됨과 동시에 상위 스위치소자(Q1a)도 오프됨에 따라 모터 권선(La)에 유기된 자속은 프리휠 다이오드(FRD3, FRD2)에 의해 제거되므로 모터가 원활하게 회전된다.

이때, B상의 위치센서(PHOTO Sb)에서 발생된 회전자 위치신호에 의해 피엔피 스위치소자(PNP2)도 턴온되고, 그 피엔피 스위치소자(PNP2)가 온됨에 따라 고전위의 신호(Sb)가 B상의 하위 스위치소자(Q2b)의 베이스로 공급되어 상기 B상의 하위 스위치소자(Q2b)가 턴온된다.

여기서, 상기 B상의 하위 스위치소자(Q2b)가 온됨에 따라 전류가 접지측으로 바이패스 되므로, 저항(R22)을 통해 저전위신호가 B상의 상위 스위치소자(Q1b)의 베이스로 인가되어, 상기 B상의 상위 스위치소자(Q1b)도 턴온되며, 이에 의해 상기 B상의 모터 권선(Lb)에 전기를 유기시킬 수 있게 된다.

이후, 상기 B상의 모터 권선(Lb)에 전기가 유기된 다음 순간에 게이트 구동부(13)의 C상의 위치센서(PHOTO Sc)에서 신호가 발생되어 C상의 상,하위 스위치소자(Q1c,Q2c)가 턴온되고, 이에 의해 상기 C상의 모터 권선(Lc)에 전기가 유기되어 회전을 가속하게 되고, 이와같은 일을 반복하게 됨으로써 에스알엠 모터는 회전하게 된다.

즉, 마이크로컴퓨터가 위치센서로부터 위치신호를 입력받아 그에 따라 각 상의 구동을 제어한다.

이때, 일반적인 동작은 상기와 거의 동일하나, 다만, 가격 절감을 위하여 하나의 위치센서를 사용하는 3상 에스알엠은 운전중 회전자의 위치를 항상 기억하고 있어야 하므로, 위치센서가 현재의 위치를 인크리멘탈 엔코더처럼 위치신호가 하나씩 발생할 때마다 회전상을 하나씩 시프트시켜 인지하여 그에 따라 각 상의 구동을 제어한다.

그러나, 상기와 같이 동작하는 종래 기술은, 위치센서에서 발생하는 위치신호를 이용하여 에스알엠 모터의 구동을 제어하는데, 그 위치센서에서 발생하는 위치신호의 이상유무를 감지하지 못하여 에스알엠 모터가 오동작되는 문제점이 있다.

따라서, 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안한 본 발명은 에스알엠이 정상적으로 운전 제어되는 상태에서, 현재 상의 위치가 제대로 파악되고 있는지 위치신호의 이상유무를 각상에 인가되는 전류를 이용하여 검출함으로써 에스알엠을 안정적으로 구동 제어하도록 한 에스알엠의 위치신호 이상유무 검출방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도1은 일반적인 6/4 구조를 갖는 에스알엠의 전원공급 및 구동회로도.

도2는 본 발명 에스알엠 위치신호 이상유무 검출방법에 대한 동작흐름도.

도3은 도2에 있어서, 위치신호 및 검출전류를 보인 파형도.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 회전자의 위치를 검출하여 그에 따른 펄스신호를 인가하는 제1 단계와; 제1 단계의 펄스를 인가한후, 일정 시간후의 전류를 검출하여 그 검출전류를 기준전류값과 비교하는 제2 단계와; 상기 제2 단계의 비교결과, 검출전류가 기준전류값 보다 크면 계속하여 펄스를 인가하면서 정상상태의 운전을 계속 수행하는 제3 단계와; 상기 제2 단계의 비교결과, 검출전류가 기준전류값 보다 작으면 펄스인가를 정지한후, 회전방향에 따라 적절한 펄스신호를 인가하여 다시 정상상태의 운전을 수행하는 제4 단계로 수행함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명 에스알엠의 위치신호 이상유무 검출방법에 대한 작용 및 효과를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명 에스알엠의 위치신호 이상유무 검출방법이 적용되는 장치는 종래 도1과 동일하므로 생략한다.

도2는 본 발명 에스알엠의 위치신호 이상유무 검출방법에 대한 구성을 보인 동작흐름도로서, 이에 도시한 바와같이 회전자의 위치를 검출하여 그에 따른 펄스신호를 인가하는 제1 단계와; 제1 단계의 펄스를 인가한후, 일정 시간후의 전류를 검출하여 그 검출전류를 기준전류값과 비교하는 제2 단계와; 상기 제2 단계의 비교결과, 검출전류가 기준전류값 보다 크면 계속하여 펄스를 인가하면서 정상상태의 운전을 계속 수행하는 제3 단계와; 상기 제2 단계의 비교결과, 검출전류가 기준전류값 보다 작으면 펄스인가를 정지한후, 회전방향에 따라 적절한 펄스신호를 인가하여 다시 정상상태의 운전을 수행하는 제4 단계로 이루어지며, 이와같은 본 발명의 동작을 설명한다.

먼저, 어느 한 상에 펄스신호가 인가되면, 위치센서는 한 상에 대하여 인덕턴스가 가장 낮은 지점에서, 도3의 (a)와 같은 위치신호를 발생하고, 그러면 마이크로컴퓨터는 상기 위치신호를 입력받아 그에 따라, 그 다음 상의 구동을 제어하기 위한 펄스신호를 해당 스위치소자에 인가한다.

이때, 상기 펄스신호를 인가한 다음, 일정시간이 지난후 해당 상에 대한 전류를 검지하면, 도3의 (b)와 같이 전류의 증가분이 위치에 따라 다르게 나타나는데, 실험을 통하여 살펴본 결과 전류의 증가분이 소정 기준값 보다 큰 경우에는 위치신호가 올바르게 인식된 경우이고, 전류의 증가분이 소정 기준값 보다 작은 경우가 위치신호가 잘못 인식된 경우이다.

따라서, 상기 각 상에 대한 전류의 증가분을 기준 전류값과 비교함으로써, 위치센서로부터 발생되는 위치신호의 이상유무를 검출하게 되는데, 이를 도2를 참조하여 설명한다.

우선, 위치센서를 통해 회전자의 위치를 검출하여 그에 따른 펄스신호를 해당 상의 스위치소자에 인가하여 소정시간이 지난후 다시 해당 상의 스위치소자에 흐르는 전류를 검출한다.

이후, 상기 검출전류와 실험을 통해 사용자에 의해 기설정된 기준전류값과 크기를 비교하여, 그 비교결과 상기 검출전류가 기준전류값 보다 크면 계속하여 펄스를 인가하면서 정상상태의 운전을 계속 수행하고, 반면에 상기 검출전류가 기준전류값 보다 작으면 해당 스위치소자에 펄스인가를 정지한다.

이후, 현재 회전방향이 정방향 또는 역방향인지를 판단하여 각 상에 적절하게 펄스를 인가하여 다시 정상상태로 에스알엠을 운전시킨다..

이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은, 에스알엠이 정상적으로 운전 제어되는 상태에서, 현재 상의 위치가 제대로 파악되고 있는지 위치신호의 이상유무를 각상에 인가되는 전류를 이용하여 검출함으로써 에스알엠을 안정적으로 구동 제어하는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 회전자의 위치를 검출하여 그에 따른 펄스신호를 인가하는 제1 단계와;

   제1 단계의 펄스를 인가한후, 일정 시간후의 전류를 검출하여 그 검출전류를 기준전류값과 비교하는 제2 단계와;

   상기 제2 단계의 비교결과, 검출전류가 기준전류값 보다 크면 계속하여 펄스를 인가하면서 정상상태의 운전을 계속 수행하는 제3 단계와;

   상기 제2 단계의 비교결과, 검출전류가 기준전류값 보다 작으면 펄스인가를 정지한후, 회전방향에 따라 적절한 펄스신호를 인가하여 다시 정상상태의 운전을 수행하는 제4 단계로 수행함을 특징으로 하는 에스알엠의 위치신호 이상유무 검출방법.